[毕业论文]基于matlab的人脸识别系统设计与仿真(含matlab源程序)

BI YE SHE JI（20 届）基于MATLAB的人脸识别系统设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月I摘要MATLAB以强大的科学计算与可视化功能、简单易用、开放式可扩展环境成为当今最优秀的科技应用软件之一，针对不同学科领域都有不同的工具箱支持，使得它在许多科学领域中成为计算机辅助设计和分析、算法研究和应用开发大的基本工具平台。

主成分分析（Principal Component Analysis ，PCA）是一种掌握事物主要矛盾的统计分析方法，它可以从多元事物中解析出主要影响因素，揭示事物的本质，简化复杂的问题。

人脸的全局表达方式是一种十分有效的人脸识别方法。

它是图像压缩中的一种最优正交变换，在数据空间找一组向量以尽可能解释数据的方差，实现数据的降维，使数据更易处理。

BP神经网络是一种单向传播的多层前向网络，是一种有导师监督学习算法。

它能够实现一种特殊的非线性映射，将输入空间变换到由输出所张成的空间，使得在输出空间的分类问题变得简单易行。

本论文首先对PCA主成分分析方法进行了阐述，然后探讨了BP神经网络的集成识别方法，最后实现了基于MATLAB的人脸识别系统。

关键词：MATLAB，人脸识别，PCA主成分分析，BP神经网络IIAbstractMATLAB with a strong scientific computing and visualization capabilities, easy to use, open and scalable environment to become one of the best scientific and technological applications, has a different toolbox support for different disciplines, making it in many fields of science in computer-aided design and analysis, algorithm research and application development tool platform.The principal component analysis (Principal Component Analysis, the PCA) is the method of statistical analysis of the principal contradiction of a grasp of things, from diverse things, it can parse out the main factors to reveal the nature of things, to simplify complex issues. The global expression of the face is a very effective method of face recognition. It is the image compression in an optimal orthogonal transform , to the extent possible, explain the variance of the data in the data space to find a set of vectors, the dimensionality reduction of the data, make data easier to handle.BP neural network is a one-way transmission of multi-layer forward network, is a mentor supervised learning algorithm. It can achieve a special kind of nonlinear mapping the input space is transformed by the output into the space, makes the classification problem in the output space becomes simple.This paper first described the PCA principal component analysis method, then discusses the integration of BP neural network identification method, the final realization of the face recognition system based on MATLAB.Keywords：MATLAB, face recognition, PCA principal component analysis, BP neural networkIII目录摘要 (II)Abstract (III)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2国内外研究现状 (3)1.3 论文的主要任务 (4)第二章基于PCA主成分分析的人脸图像特征提取 (6)2.1经典主成分分析方法 (6)2.1.1K-L变换 (6)2.1.2PCA方法 (8)2.2特征脸法 (10)2.3本章小结 (10)第三章基于BP神经网络的人脸特征分类与识别 (12)3.1BP神经网络的算法及实现方法 (12)3.1.1基本BP神经网络的学习算法 (12)3.1.2神经网络综合优化学习训练算法 (14)3.2 BP神经网络的参数 (17)3.2.1隐含层数目的确定 (17)3.2.2选取隐含层内节点数目的方法 (18)3.2.3激活函数的选取 (19)3.3基于动态权值的BP神经网络的集成 (19)3.4集成BP神经网络的训练与识别过程 (20)3.5 本章小结 (21)第四章图像处理的MATLAB实现 (22)4.1与人脸识别相关问题的概述 (22)4.2 人脸识别的实现方法 (22)IV4.2.1 人脸图像的获取 (22)4.2.2 人脸图像预处理 (22)4.2.3 人脸表征 (24)4.2.4关于人脸检测的问题 (25)4.2.5 人脸判定 (26)4.3 本章小结 (27)第五章结论 (28)参考文献 (29)致谢 (31)附录 (32)附录一 (32)附录二 (33)附录三 (34)附录四 (37)V第一章绪论1.1研究背景人脸识别技术是一种基于生理特征的识别技术，通过计算机提取人脸特征，并根据这些特征进行身份识别和验证的一种技术。

基于MATLAB的⼈脸识别系统研究与实现毕业论⽂本科⽣毕业论⽂(设计) 题⽬：基于MATLAB的⼈脸识别系统研究与实现毕业设计（论⽂）原创性声明和使⽤授权说明原创性声明本⼈郑重承诺：所呈交的毕业设计（论⽂），是我个⼈在指导教师的指导下进⾏的研究⼯作及取得的成果。

尽我所知，除⽂中特别加以标注和致谢的地⽅外，不包含其他⼈或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历⽽使⽤过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个⼈或集体，均已在⽂中作了明确的说明并表⽰了谢意。

作者签名：⽇期：指导教师签名：⽇期：使⽤授权说明本⼈完全了解⼤学关于收集、保存、使⽤毕业设计（论⽂）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版本；学校有权保存毕业设计（论⽂）的印刷本和电⼦版，并提供⽬录检索与阅览服务；学校可以采⽤影印、缩印、数字化或其它复制⼿段保存论⽂；在不以赢利为⽬的前提下，学校可以公布论⽂的部分或全部内容。

作者签名：⽇期：学位论⽂原创性声明本⼈郑重声明：所呈交的论⽂是本⼈在导师的指导下独⽴进⾏研究所取得的研究成果。

除了⽂中特别加以标注引⽤的内容外，本论⽂不包含任何其他个⼈或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本⽂的研究做出重要贡献的个⼈和集体，均已在⽂中以明确⽅式标明。

本⼈完全意识到本声明的法律后果由本⼈承担。

作者签名：⽇期：年⽉⽇学位论⽂版权使⽤授权书本学位论⽂作者完全了解学校有关保留、使⽤学位论⽂的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论⽂的复印件和电⼦版，允许论⽂被查阅和借阅。

本⼈授权⼤学可以将本学位论⽂的全部或部分内容编⼊有关数据库进⾏检索，可以采⽤影印、缩印或扫描等复制⼿段保存和汇编本学位论⽂。

涉密论⽂按学校规定处理。

作者签名：⽇期：年⽉⽇导师签名：⽇期：年⽉⽇注意事项1.设计（论⽂）的内容包括：1）封⾯（按教务处制定的标准封⾯格式制作）2）原创性声明3）中⽂摘要（300字左右）、关键词4）外⽂摘要、关键词5）⽬次页（附件不统⼀编⼊）6）论⽂主体部分：引⾔（或绪论）、正⽂、结论7）参考⽂献8）致谢9）附录（对论⽂⽀持必要时）2.论⽂字数要求：理⼯类设计（论⽂）正⽂字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），⽂科类论⽂正⽂字数不少于1.2万字。

毕业设计 [论文] 题目：基于MATLAB的人脸识别系统设计摘要人脸识别是模式识别和图像处理等学科的一个研究热点，它广泛应用在身份验证、刑侦破案、视频监视、机器人智能化和医学等领域，具有广阔的应用价值和商用价值。

人脸特征作为一种生物特征，与其他生物特征相比，具有有好、直接、方便等特点，因此使用人脸特征进行身份识别更易于被用户所接受。

人脸识别技术在过去的几十年得到了很大的发展，但由于人脸的非刚性、表情多变等因素，使得人脸识别技术在实际应用中面临着巨大的困难。

本文针对近年来国外相关学术论文及研究报告进行学习和分析的基础上，利用图像处理的matlab实现人脸识别方法，这种实现简单且识别准确率高，但其缺点是计算量大，当要识别较多人员时，该方法难以胜任。

利用MATLAB实现了一个集多种预处理方法于一体的通用的人脸图像预处理仿真系统，将该系统作为图像预处理模块可嵌入在人脸识别系统中，并利用灰度图像的直方图比对来实现人脸图像的识别判定。

关键词：图像处理, Matlab, 人脸识别, 模式识别ABSTRACTHuman face recognition focuses on pattern recognition ,image proce ssing andother subjects.It is widely used in authentication,investigat ion,video surveillance,intelligent robots,medicine and other areas.Fac erecognition has wide application and business value.Facial feature as abiological characteristic,compared with others is direct,friendly and convenient.Facial featureemployed in authentication are user-friendly.The technology of face recognition in the past few years obtained the very big development, but due to the face of nonrigid, expression and changeablefactors, the face recognition technology in practical ap plication are facing great difficulties. This paper aimed at home and abroad in recent years the relevant papers and researchreports on stud y and on the basis of the analysis, some units within the data sensiti vity places need to enter personnel to carry out limitation design and develop a set of identity verification identification system, the sys tem uses PCA face recognition method, therealization is simple and the accuracy rate of recognition is high,but itsdrawback is that a large amount of calculation, when to identify more staff,this method is diff icult to do.The realization of a set of various pretreatment methods in one of the generic face image preprocessing simulation system based on MATLAB, the system is used as the image preprocessing module can be embedded in a face recognition system, and using the histogram matching gray image to realize the recognition of human face images to determine.Keywords: Imageprocessing , Matlab, Face recognition, Patternrecognition目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2国外研究现状 (2)1.3 人脸图像识别的应用前景 (3)1.4 本文研究的问题 (3)1.5 识别系统构成 (4)1.6 论文的容及组织 (5)2 图像处理的Matlab实现 (6)2.1 Matlab简介 (6)2.2 数字图像处理及过程 (6)2.2.1图像处理的基本操作 (6)2.2.2图像类型的转换 (6)2.2.3图像增强 (6)2.2.4边缘检测 (7)2.3图像处理功能的Matlab实现实例 (7)2.4 本章小结 (10)3 人脸图像识别计算机系统 (11)3.1 引言 (11)3.2系统基本机构 (11)3.3 人脸检测定位算法 (12)3.4 人脸图像的预处理 (16)3.4.1 人脸图像预处理方法 (17)3.5人脸识别 (18)4 实验结果与分析 (25)5 结论 (26)参考文献 (27)致 (28)1 绪论当前，人脸检测越来越受到大家的关注，他作为生物特征识别中一个非常重要的一个分支，已成为计算机视觉与模式识别领域中非常活跃的一个研究领域。

长沙民政职业技术学院毕业实践报告 题目:基于MATLAB 勺人脸识别系统的研扌旨导老师： ______ 谭刚林 ______________________ 系 另寸： 电子信息工程系 __________________ 班 级： ______________ 电子1133 ____________学号：1119013333 1119013334 1119013335 姓 名： 刘盼符思遥樊阳辉类型:2014年5月5日基于MATLAB勺人脸识别系统的研究符思遥、刘盼、樊阳辉指导老师：谭刚林苏宏艮马勇赞【摘要】人脸检测与识别技术是计算机视觉和模式识别等学科的研究热点之一，是进行身份认证最友好直接的手段，在出入境安全检查、内容检索、证件验证、门禁系统等领域都具有十分广泛的应用前景。

多年来，人脸识别技术中的很多问题都被深入地研究，而且大量的算法已经成功应用于人脸识别。

本文在研究了人脸检测和身份识别的关键技术和相关理论的基础上，重点讨论了在光照和背景不同的条件下，彩色静止图像的人脸检测和身份识别问题，它包括基于肤色分割的人脸粗检测、基于人眼检测的几何归一化和基于二维主成分分析法(2DPCA的身份识别。

本文主要工作如下：首先对彩色图像进行光照补偿，其次通过肤色检测获得可能的脸部区域并二值化，再用形态学开闭运算对图像进行滤波处理并通过一定规则确定人脸区域，然后运用水平垂直投影定位人眼坐标以此对人脸进行几何归一化，识别部分运用2DPCA勺图像映射方法对灰度图进行特征匹配，最后输出识别结果并进行语音播报。

实验结果表明，结合肤色和面部几何特征的算法能够对人脸进行较快速和准确的定位，同时2DPCAT法运用于身份识别也能达到较高的识别率。

本毕业设计对实际应用具有一定的参考价值，该系统的操作流程和输入输出方式是以实际应用为出发点，可应用于公安机关证件验证以及日常家庭的自动门禁系统等。

【关键词】人脸检测；肤色分割；人眼检测；2DPCA特征提取1绪论 (1)1.1选题的背景 (1)1.2人脸识别系统 (2)1.3人脸识别的典型方法 (2)2基于YCbCr颜色空间的肤色分割 (3)2.1三种色彩空间 (3)2.1.1 RGB色彩空间 (3)3基于2DPCA特征提取的身份识别 (4)3.1 2DPCA算法实验结果与分析 (5)3.1.1实验用数据库 (5)3.1.2实验结果与分析 (5)3.1.3 结论 (7)4人脸检测与识别系统设计与实现 (7)4.1系统环境 (7)4.2人脸检测与识别系统框图 (7)4.3系统功能模块 (8)4.4实验结果分析 (9)5总结与展望 (10)5.1总结 (10)5.2展望 (10)参考文献 (12)1绪论1.1选题的背景近年来随着计算机技术和互联网的发展，信息技术的安全变得越来越重要，生物特征识别技术得到广泛研究与开发，如人脸识别、指纹识别、掌形识别等。

基于matlab 的人脸识别技术论文摘要：随着计算机技术的飞速发展，人脸识别技术逐渐发展壮大起来，并应用到众多领域。

人脸识别是指在人脸检测的基础上针对输入的人脸图像，通过特征提取与特征匹配，找出与人脸库中匹配的人脸图像，从而达到识别效果。

当前主要采取的人脸识别方法有：基于几何特征的方法 ，基于模板的方法和基于模型的方法。

这些方法较适合于人脸信息的验证，即待识别者是否为预先指定的对象。

不足之处在于，需要建立一个拥有庞大人脸信息的训练样本库，因此就降低了输出结果的时效性和准确性。

在应用领域中存在局限性，不适于具有庞大人脸样本训练库的身份鉴别领域。

鉴于种种不足，本文提出了一种基于可变人脸库的快速人脸识别方法，使人脸识别技术适用于更多的行业。

网络信息化时代的一大特征就是身份的数字化和隐性化,如何准确鉴定一个人的身份，保护信息安全是当今信息化时代必须解决的一个关键社会问题。

正在悄然兴起的人脸识别技术正好可以解决这一问题。

关键词：模式识别，K-L 变换，人脸识别，图像处理，matlab,图像增强，边缘检测，图像预处理，灰度直方图，特征提取1.1识别系统构成自动人脸识别系统具有如图所示的一半框架并完成相应功能的任务。

（1）人脸图像的获取：一般来说，图像的获取都是通过摄像头摄取，氮摄取的图像可以是真人，也可以是人脸的图片或者为了相对简单，可以不考虑通过摄像头来摄取头像，而是直接给定要识别的图像。

（2）人脸的检测：人脸检测的任务是判断静态图像中是否存在人脸。

若存在人脸，给出其在图像中的坐标位置，人脸区域大小等信息。

而人脸跟踪需要进一步输出所检测到的人脸位置，大小等状态随时间的连续变化情况。

（3）特征提取通过人脸特征点的检测与标定可以确定人脸图像中显著特征点的位置（如眼睛，眉毛，鼻子，嘴巴等器官），同时还可以得到这些器官及其面部轮廓的形状信息的描述。

1.人脸特征提取的算法：K-L 变换是图像压缩中的一种最优正交变换，通过它可以把人脸样本从高维空间表示转换到低维空间表示，且由低维空恢复的人脸样本和原人脸样本具有最小的均方误差，从而可用人脸样本在低维空间的变换系数作为对人脸特征的描述。

基于MATLA酌人脸识别源程序1•色彩空间转换function [r,g]=rgb_RGB(Ori_Face)R=0ri_Face(:,:,1);G=0ri_Face(:,:,2);B=Ori_Face(:,:,3);R1=im2double(R); % 将uint8 型转换成double型G1=im2double(G);B1=im2double(B);RGB=R1+G1+B1;row=size(Ori_Face, 1); %行像素column=size(Ori_Face,2); %列像素for i=1:rowfor j=1:columnrr(i,j)=R1(i,j)/RGB(i,j);gg(i,j)=G1(i,j)/RGB(i,j);endendrrr=mean(rr);r=mean(rrr);ggg=mean(gg);g=mean(ggg); 2•均值和协方差皮肤库\2・jpg');[r2,g2]=rgb_RGB(t2);皮肤库\3・jpg');[r3,g3]=rgb_RGB(t3);皮肤库\4・jpg');[r4,g4]=rgb_RGB(t4);皮肤库\5・jpg');[r5,g5]=rgb_RGB(t5);皮肤库\6・jpg');[r6,g6]=rgb_RGB(t6);皮肤库\7・jpg');[r7,g7]=rgb_RGB(t7);皮肤库\8・jpg');[r8,g8]=rgb_RGB(t8);皮肤库\9・jpg');[r9,g9]=rgb_RGB(t9);皮肤库\10・jpg');[r10,g10]=rgb_RGB(t10); 皮肤库\11・jpg');[r11,g11]=rgb_RGB(t11); 皮肤库\12・jpg');[r12,g12]=rgb_RGB(t12); 皮肤库\13・jpg');[r13,g13]=rgb_RGB(t13); 皮肤库\14・jpg');[r14,g14]=rgb_RGB(t14); 皮肤库\15・jpg');[r15,g15]=rgb_RGB(t15); 皮肤库\16・jpg');[r16,g16]=rgb_RGB(t16); 皮肤库\17・jpg');[r17,g17]=rgb_RGB(t17); 皮肤库\18・jpg');[r18,g18]=rgb_RGB(t18); 皮肤库\19・jpg');[r19,g19]=rgb_RGB(t19); 皮肤库\20・jpg');[r20,g20]=rgb_RGB(t20); 皮肤库\21・jpg');[r21,g21]=rgb_RGB(t21);皮肤库\24・jpg');[r24,g24]=rgb_RGB(t24);皮肤库\25・jpg');[r25,g25]=rgb_RGB(t25);皮肤库\26・jpg');[r26,g26]=rgb_RGB(t26);皮肤库\27・jpg');[r27,g27]=rgb_RGB(t27); r=cat(1,r1,r2,r3,r4,r5,r6,r7,r8,r9,r10,r11,r12,r13,r14,r15,r16,r17,r18, r19,r20,r21,r22,r23,r24,r25,r26,r27);g=cat(1,g1,g2,g3,g4,g5,g6,g7,g8,g9,g10,g11,g12,g13,g14,g15,g16,g17,g1 8,g19,g20,g21,g22,g23,g24,g25,g26,g27);m=mean([r,g])n=cov([r,g])3•求质心function [xmean, ymean] = center(bw)bw=bwfill(bw,'holes');area = bwarea(bw);[m n] =size(bw);bw=double(bw);xmean =0; ymean = 0;for i=1:m,for j=1:n,xmean = xmean + j*bw(i,j);ymean = ymean + i*bw(i,j);end;end;if(area==0)xmean=0;ymean=0;elsexmean = xmean/area;ymean = ymean/area;xmean = round(xmean);ymean = round(ymean);end4.求偏转角度function [theta] = orient(bw,xmean,ymean) [m n] =size(bw); bw=double(bw);a = 0;b = 0;c = 0;for i=1:m,for j=1:n,a = a + (j - xmean)A2 * bw(i,j);b = b + (j - xmean) * (i - ymean) * bw(i,j);c = c + (i - ymean)A2 * bw(i,j);end;end;b = 2 * b;theta = atan(b/(a-c))/2;theta = theta*(180/pi); % 从幅度转换到角度5.找区域边界function [left, right, up, down] = bianjie(A)[m n] = size(A);left = -1;right = -1;up = -1;down = -1;for j=1:n,for i=1:m,if (A(i,j) ~= 0)left = j;break;end;end;if (left ~= -1) break;end;end;for j=n:-1:1,for i=1:m,if (A(i,j) ~= 0)right = j;break;end;end;if (right ~= -1) break; end;end;for i=1:m,for j=1:n,if (A(i,j) ~= 0)up = i;break;end;end;if (up ~= -1) break;end;end;for i=m:-1:1,for j=1:n,if (A(i,j) ~= 0)down = i;break;end;end;if (down ~= -1)break;end;end;6.求起始坐标function newcoord = checklimit(coord,maxval)newcoord = coord;if (newcoord<1)newcoord=1;end;if (newcoord>maxval)newcoord=maxval;end;7•模板匹配function [ccorr, mfit, RectCoord]mobanpipei(mult. frontalmodel,ly,wx,cx, cy, angle) frontalmodel=rgb2gray(frontalmodel);model_rot = imresize(frontalmodel,[ly wx],'bilinear'); % 调整模板大小model_rot = imrotate(model_rot,angle,'bilinear'); %旋转模板[l,r,u,d] = bianjie(model_rot); % 求边界坐标bwmodel_rot=imcrop(model_rot,[l u (r-l) (d-u)]); % 选择模板人脸区域[modx,mody] =center(bwmodel_rot); % 求质心[morig, norig] = size(bwmodel_rot);%产生一个覆盖了人脸模板的灰度图像mfit = zeros(size(mult));mfitbw = zeros(size(mult));[limy, limx] = size(mfit);%计算原图像中人脸模板的坐标startx = cx-modx;starty = cy-mody;endx = startx + norig-1;endy = starty + morig-1;startx = checklimit(startx,limx);starty = checklimit(starty,limy);endx = checklimit(endx,limx);endy = checklimit(endy,limy);for i=starty:endy,for j=startx:endx,mfit(i,j) = model_rot(i-starty+1,j-startx+1);end;end;ccorr = corr2(mfit,mult) % 计算相关度[l,r,u,d] = bianjie(bwmodel_rot);sx = startx+l;sy = starty+u;RectCoord = [sx sy (r-1) (d-u)]; % 产生矩形坐标8.主程序clear;[fname,pname]=uigetfile({'*・jpg';'* .bmp';'* ・tif';'* ・gif'},'Please choose a color picture・・・')；%返回打开的图片名与图片路径名[u,v]=size(fname);y=fname(v); % 图片格式代表值switch ycase 0errordlg('You Should Load Image File First ・・・','Warning ・・・');case{'g';'G';'p';'P';'f';'F'}; % 图片格式若是JPG/jpg、BMP/bmp、TIF/tif 或者GIF/gif，才打开I=cat(2,pname,fname);Ori_Face=imread(l);subplot(2,3,1),imshow(Ori_Face);otherwiseerrordlg('You Should Load Image File First ・・・','Warning ・・・'); endR=Ori_Face(:,:,1);G=Ori_Face(:,:,2);B=Ori_Face(:,:,3);R1=im2double(R); % 将uint8 型转换成double型处理G1=im2double(G);B1=im2double(B);RGB=R1+G1+B1;m=[ 0・4144,0.3174]; % 均值n=[0・0031,-0・0004;-0・0004,0.0003]; % 方差row=size(Ori_Face,1); % 行像素数column=size(Ori_Face,2); % 列像素数for i=1:rowfor j=1:columnif RGB(i,j)==0rr(i,j)=0;gg(i,j)=0;elserr(i,j)=R1(i,j)/RGB(i,j);% rgb归一化gg(i,j)=G1(i,j)/RGB(i,j);x=[rr(i,j),gg(i,j)];p(i,j)=exp((-0・5)*(x-m)*inv(n)*(x-m)'); % 皮肤概率服从高斯分布endendendsubplot(2,3,2);imshow(p); % 显示皮肤灰度图像low_pass=1/9*ones(3);image_low=filter2(low_pass, p); % 低通滤波去噪声subplot(2,3,3);imshow(image」ow);%自适应阀值程序previousSkin2 = zeros(i,j);changelist =[];for threshold = 0・55:-0.1:0.05two_value = zeros(i,j);two_value(find(image_low>threshold)) = 1;change = sum(sum(two_value - previousSkin2));changelist = [changelist change];previousSkin2 = two_value;end[C, I] = min(changelist);optimalThreshold = (7-1)* 0.1two_value = zeros(i,j);two_value(find(image_low>optimalThreshold))= 1; %二值化subplot(2,3,4);imshow(two_value); % 显示二值图像我的照片人脸模板.jpg'); %读入人脸模板照片FaceCoord=[|;imsourcegray=rgb2gray(Ori_Face); % 将原照片转换为灰度图像[L,N]=bwlabel(two_value,8); % 标注二值图像中连接的部分丄为数据矩阵，N为颗粒的个数for i=1:N,[x,y]=find(bwlabel(two_value)==i); % 寻找矩阵中标号为i 的行和列的下标bwsegment = bwselect(two_value,y,x,8); % 选择出第i 个颗粒numholes = 1-bweuler(bwsegment,4); % 计算此区域的空洞数if (numholes >= 1) % 若此区域至少包含一个洞，则将其选出进行下一步运算RectCoord = -1;[m n] = size(bwsegment);[cx,cy]=center(bwsegment);%求此区域的质心bwnohole=bwfill(bwsegment,'holes'); % 将洞圭寸住(将灰度值赋为1)justface = uint8(double(bwnohole)・* double(imsourcegray));%只在原照片的灰度图像中保留该候选区域angle = orient(bwsegment,cx,cy); %求此区域的偏转角度bw = imrotate(bwsegment, angle, 'bilinear');bw = bwfill(bw,'holes');[l,r,u,d] =bianjie(bw);wx = (r - l +1); % 宽度ly = (d - u + 1); % 高度wratio = ly/wx % 高宽比if ((0 ・8v=wratio)&(wratiov=2))%如果目标区域的高度/宽度比例大于0・8且小于2.0,则将其选出进行下一步运算S=ly*wx; %计算包含此区域矩形的面积A=bwarea(bwsegment); %计算此区域面积if (A/S>0.35)[ccorr,mfit, RectCoord] =mobanpipei(justface,frontalmodel,ly,wx, cx,cy, angle);end if (ccorr>=0.6)mfitbw=(mfit>=1);invbw = xor(mfitbw,ones(size(mfitbw)));source_with_hole = uint8(double(invbw) double(imsourcegray));final_image = uint8(double(source_with_hole) double(mfit));subplot(2,3,5);imshow(final_image); % 显示覆盖了模板脸的灰度图像imsourcegray = final_image;subplot(2,3,6);imshow(Ori_Face); % 显示检测效果图end;if (RectCoord ~= -1)FaceCoord = [FaceCoord; RectCoord];endendendend%在认为是人脸的区域画矩形[numfaces x] = size(FaceCoord);for i=1:numfaces,hd = rectangle('Position',FaceCoord(i,:));set(hd, 'edgecolor', 'y');end人脸检测是人脸识别、人机交互、智能视觉监控等工作的前提。

1.色彩空间转换function ［r,g］=rgb_RGB（Ori_Face）R=Ori_Face（：,：,1);G=Ori_Face(:,：，2）；B=Ori_Face（：,:，3）;R1=im2double（R); ％将uint8型转换成double型G1=im2double（G）;B1=im2double（B)；RGB=R1+G1+B1;row=size(Ori_Face,1)；％行像素column=size（Ori_Face,2）; ％列像素for i=1:rowfor j=1：columnrr(i，j）=R1（i,j)/RGB(i，j)；gg（i,j)=G1（i，j)/RGB（i，j);endendrrr=mean(rr）；r=mean(rrr)；ggg=mean（gg）；g=mean(ggg);2.均值和协方差t1=imread('D：\matlab\皮肤库\1.jpg'）;[r1，g1]=rgb_RGB（t1）;t2=imread（’D:\matlab\皮肤库\2。

jpg'）；[r2,g2]=rgb_RGB(t2)；t3=imread（’D：\matlab\皮肤库\3。

jpg'）;［r3,g3］=rgb_RGB（t3）; t4=imread(’D:\matlab\皮肤库\4。

jpg'）；［r4，g4］=rgb_RGB(t4）;t5=imread(’D：\matlab\皮肤库\5。

jpg');[r5，g5］=rgb_RGB(t5）；t6=imread('D:\matlab\皮肤库\6.jpg');［r6,g6]=rgb_RGB(t6);t7=imread（'D:\matlab\皮肤库\7.jpg'）；［r7，g7］=rgb_RGB(t7）;t8=imread（'D：\matlab\皮肤库\8.jpg'）;[r8,g8]=rgb_RGB（t8）；t9=imread('D：\matlab\皮肤库\9.jpg'）；［r9,g9］=rgb_RGB（t9)；t10=imread（'D：\matlab\皮肤库\10。

《基于MATLAB的人脸识别算法的研究》篇一一、引言人脸识别技术是近年来计算机视觉领域研究的热点之一，其应用范围广泛，包括安全监控、身份认证、人机交互等。

MATLAB作为一种强大的数学计算软件，为研究人员提供了丰富的工具和函数，使得人脸识别算法的研究和实现变得更加便捷。

本文将介绍基于MATLAB的人脸识别算法的研究，包括算法原理、实现方法、实验结果及分析等方面。

二、人脸识别算法原理人脸识别算法主要基于计算机视觉和模式识别技术，通过对人脸特征进行提取和匹配，实现身份识别。

常见的人脸识别算法包括特征提取、特征匹配等步骤。

其中，特征提取是关键步骤，需要从人脸图像中提取出有效的特征，如纹理、形状、颜色等。

特征匹配则是将提取出的特征与人脸库中的特征进行比对，找出最匹配的人脸。

三、基于MATLAB的人脸识别算法实现1. 预处理在人脸识别算法的实现中，首先需要对人脸图像进行预处理，包括灰度化、归一化、降噪等操作。

这些操作可以有效地提高图像的质量，为后续的特征提取和匹配提供更好的基础。

2. 特征提取特征提取是人脸识别算法的核心步骤之一。

在MATLAB中，可以使用各种算法进行特征提取，如主成分分析（PCA）、局部二值模式（LBP）、方向梯度直方图（HOG）等。

本文采用PCA 算法进行特征提取，通过降维的方式将高维的人脸图像数据转化为低维的特征向量。

3. 特征匹配特征匹配是将提取出的特征与人脸库中的特征进行比对的过程。

在MATLAB中，可以使用各种相似度度量方法进行特征匹配，如欧氏距离、余弦相似度等。

本文采用欧氏距离作为相似度度量方法，通过计算特征向量之间的欧氏距离来找出最匹配的人脸。

四、实验结果及分析为了验证基于MATLAB的人脸识别算法的有效性，我们进行了多组实验。

实验数据集包括ORL人脸库、Yale人脸库等。

在实验中，我们使用了不同的特征提取和匹配方法，对算法的性能进行了评估。

实验结果表明，基于PCA算法的特征提取方法和欧氏距离相似度度量方法在人脸识别中具有较好的性能。

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)佳木斯大学毕业论文基于Matlab的人脸识别系统设计与仿真学院信息电子技术专业电子信息工程班级11级1班姓名杨雷指导教师周经国佳木斯大学2015年6月10日摘要人脸识别即指利用分析比对人脸视觉特征信息从而达到身份鉴别效果的计算机技术。

人脸识别是一项当下十分热门的计算机技术的研究领域，该项技术可以人脸明暗侦测，并且自动调整动态曝光补偿，同时对人脸追踪侦测，并自动调整影像放大；这项技术属于生物特征识别技术的一种，是利用生物体（一般指人）本身的生物特征从而达到区分生物体个体的目的。

人脸识别技术目前主要用做身份识别。

由于视频监控的飞速普及，使这项应用迫切的需要一种能实现在用户非配合状态下、远距离的进行快速身份识别的技术，以求能在远距离之下快速识别人员身份，从而实现智能预警的功能。

最佳的选择无疑是人脸识别技术。

采用快速人脸检测识别技术可以从视频监控图象中实时捕获到人脸信息，并与人脸数据库中的已存信息进行实时比对，从而达到快速身份识别的效果。

报告利用MATLAB软件来实现人脸信息检测与识别，利用YCbCr空间以及灰度图像来实现人脸的边缘分割, 将真彩图像转换为灰度图像，并根据肤色在YCbCr色度空间上的分布范围，来设定门限阀值，从而实现人脸区域与非人脸区域的分割，通过图像处理等一系列的操作来剔除干扰因素，再通过长宽比和目标面积等方法在图像中定位出人脸区域，经试验，该方法能够排除面部表情、衣着背景、发型等干扰因素，从而定位出人脸区域。

关键词：Matlab软件；灰度图像；边缘分割；人脸区域AbstractFace recognition especially use comparative analysis face visual feature information for identification of computer technology. Face recognition is a , light and shade can be automatically adjusted dynamically exposure compensation, face tracking detection, automatic adjustment of image magnification; It belongs to the biometric identification technology, it is of organisms (generally refers to a person) individual biological characteristics to distinguish between the organism itself.Face recognition is mainly used for identification. Because of the video monitoring is fast popularization, many of the video monitoring application is an urgent need to a long distance, the user not cooperate condition of rapid identification technology, in order . Face recognition technology is undoubtedly the best choice, the fast face detection technology to monitor in real-time video image search from face, and with real-time than face database, so as to realize rapid identification.Report using MATLAB software to realize face information detection and recognition, using YCbCr space and gray image to realize the face edge segmentation, the true color image is converted to a grayscale image, and according to the color of skin in YCbCr chroma space distribution, to set the threshold threshold, so as to realize the segmentation of face region with the face region, through a series of operations such as image processing to eliminate interference factors, and through such means as aspect ratio and the target area locate the face region in the image, the experiment, this method can eliminate facial expressions, clothes, . Keywords：Matlab；Gray image；edge segmentation；face region目录摘要 (1)ABSTRACT (2)3 第1章绪论 (4)1.1课题的研究背景、目的及意义 (4)1.1.1 课题的研究背景 (4)1.1.2 研究目的及意义 (5)1.2本课题的主要内容 (5)第2章图像处理的MATLAB实现 (6)2.1识别系统构成 (6)2.2人脸图像的读取与显示 (7)2.3图像类型的转换 (7)2.4图像增强 (8)2.5灰度图像平滑与锐化处理..................... 错误！未定义书签。